ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ДИОДОВ

При необходимости получить выпрямленный ток, пре­вышающий предельно допустимое значение для одного диода, применяют параллельное включение однотипных диодов. При различных величинах сопротивлений Rnp диодов (что чаще всего встречается на практике), ток между ними будет распределяться неравномерно. Больший ток вызовет • повышенный нагрев р-п перехода, сопротивление Rnp умень­шится и ток еще больше возрастет. В итоге ток через диод может превысить предельно допустимый и вывести его из строя. Так как различие величин Rnp зависит от температуры диодов и меняется со временем, то подбор диодов с иден­тичными параметрами не позволяет создать надежно рабо­тающую схему.

Поэтому при параллельном включении диодов приходит­ся искусственно выравнивать их прямые сопротивления. Это достигается с помощью добавочных сопротивлений RR06 небольшой величины, включаемых последовательно с каж­дым диодом (рис. 4.8, а)

В высоковольтных цепях часто используют последова- . тельное соединение диодов. При таком соединении напря­жение распределяется между всеми диодами. Однако необ­ходимо учитывать, что диоды имеют разные значения вели- , -чин обратного тока /обр, а также могут обладать нестабиль­ностью обратного тока во времени. Очевидно, что при по­следовательном включении большая часть приложенного напряжения будет падать на диоде с наименьшим обратным током. При этом обратное напряжение может превысить допустимое значение U06P маКс и Диод окажется в режиме пробоя. Зависимость величины /0бР от температуры, возможность изменения ее вследствие старения, а также раз­личного рода нестабильности обратного тока исключают возможность подбора диодов для последовательного вклю­чения.

Для обеспечения надежной работы диодов прибегают к искусственному выравниванию падений напряжений на диодах с помощью шунтирующих сопротивлений. Шунти­рующие резисторы /?ш одинаковой величины включаются параллельно каждому диоду (рис. 4.8, б). При достаточно малой величине сопротивления резистора Rm по сравнению с обратным сопротивлением диодов напряжения на всех диодах будут равны.

Определение величин выравнивающих и шунтирующих сопротивлений может быть проведено графо-аналитическим методом с помощью известных вольтамперных характерис­тик [9], а также по приближенным формулам, учитываю­щим наибольший возможный относительный разброс пара­метров диодов:

пр ср

(п-1)

nfnр макс ~ 1 — 1 h

обр макс—1'1 Ui> (п 1) ^обр макс

где — амплитудное значение тока нагрузки, постоянный прямой ток; Um — максимальное обратное напряжение, прикладываемое к вентильной цепи; п — число диодов, включенных параллельно или последовательно; коэффициент 1,1 учитывает 10%-ный разброс применяемых резисторов.

Значения параметров /пр макс, с/0бр Макс /обР макс опреде­ляются с помощью справочников для максимальной рабочей температуры. При расчете схем с параллельным и последовательным соединением при выборе числа диодов необхо­димо правильно выбрать коэффициенты нагрузки по току и напряжению:

ь — ь — У™

т — nl' " — nil'

которые должны лежать в пределах 0,5 — 0,8. Следует иметь в виду, что при значениях коэффициентов использо — . вания, близких к .единице, мощность, рассеиваемая на вьфавнивающих и шунтирующих резисторах, растет, сле­довательно, коэффициент полезного действия выпрямителя падает.

Необходимо также иметь в виду, что с ростом частоты увеличивается обратный ток, и при расчетах сопротивления нужно определять экспериментально для кон­кретных режимов работы схемы.

Для выравнивания обратных напряжений иногда используют шунтирование диодов конденсаторами. Примене­ние емкостных шунтов обеспечивает равномерное распреде­ление напряжений в широком диапазоне частот и не приво­дит к дополнительной потере мощности. Величины шунти­рующих емкостей подбираются обычно экспериментально.